广医团队发表可精确监测鼻息气流的多模态呼吸传感器研究成果
4月8日，我校生物医学工程学院刘珍珍教授及合作者在Nature Communications上在线发表了可精确监测鼻息气流的多模态呼吸传感器的研究论文A crosslinked eutectogel for ultrasensitive pressure and temperature monitoring from nostril airflow。刘珍珍教授为论文唯一通讯作者，广州医科大学为第一署名单位。
呼吸是维持人类生命的重要生理行为，通过监测呼吸行为可以有效预测、筛查和诊断阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、心血管疾病、哮喘或癫痫等各种疾病，对疾病诊断和健康管理至关重要。柔性电子传感器通过将压力、温湿度等刺激转化为电信号，为可穿戴呼吸监测提供了新思路。当前研究多集中于单一刺激响应（如胸腹运动或鼻孔气流温度）或单一电信号输出，监测结果极易受环境干扰；同时因目前导电柔性载体性能不足，导致其传感器无法对鼻息气流中的压力和温度刺激进行独立响应。因此，如何开发能够独立且同步感知鼻息气流中压力/温度的多模态信号、兼具高灵敏度与舒适性的高性能呼吸传感器，仍然是亟待解决的关键问题。
对此，刘珍珍团队与华南农业大学学者开展合作，首先通过凝胶网络调控，构建一种纯物理交联的共晶凝胶，该凝胶在低模量的同时显示出高韧性的特征，对皮肤组织显示出高度顺应性与自粘附性，且具备优异的生物相容性。而后，进一步以该凝胶为导电载体，结合传感器组装，构建了一种多模态凝胶传感器。导电凝胶载体的自粘附性和低模量特性赋予该传感器超高的压力灵敏度，可感知鼻息气流中微弱压力的变化。同时，团队巧妙利用该传感器中电容模式对压力的高灵敏及对温度的不灵敏响应，以及电阻模式对压力的不灵敏及对温度的高灵敏响应，实现了传感器对鼻息气流中压力和温度的同时且独立监测。最后，通过模拟阻塞性睡眠呼吸暂停综合征OSAS中的呼吸行为，同步5个监测通道，可精确监测在不同呼吸状态下鼻息气流压力/温度、胸/腹起伏运动和脉搏跳动，初步验证了该凝胶柔性传感器在监测OSAS中的可行性。该工作首次实现了单一凝胶传感器对鼻息气流压力和温度的同步且独立监测，为精确监测呼吸行为提供了新思路和新方法。
